孤岛工作面碎软煤层跟管护孔钻进工艺研究

Abstract

针对孤岛工作面高应力碎软煤层钻孔易卡钻、塌孔导致钻孔成孔难度大、瓦斯抽采效果差的问题，开展跟管护孔钻进工艺研究。选取王坡煤矿3206孤岛工作面作为试验地点，分析得出该工作面需要采用大转矩、高转速钻机，以增强钻具排渣效果及孔内事故处理能力，同时需要考虑高应力区段钻孔护壁工艺及孔内高效排渣工艺。提出采用跟管护孔钻进工艺过高应力区，以达到护壁效果；采用螺旋钻进氮气辅助排渣工艺，以增强排渣能力，降低钻进过程中煤炭自燃的风险；钻孔穿过高应力区后，通过优化钻具组合，进一步提高钻孔在碎软煤层中的成孔深度。现场试验结果表明：相比于直接采用回转钻进施工钻孔，采用二级护孔钻进工艺施工钻孔平均孔深提高149%，采用三级护孔钻进工艺施工钻孔平均孔深提高114%，说明跟管护孔钻进工艺比回转钻进工艺更适合3206孤岛工作面碎软煤层钻孔施工；插接式螺旋钻杆施工钻孔成孔率高于丝扣连接式螺旋钻杆，螺旋钻进氮气辅助排渣工艺的成孔深度明显大于干式螺旋排渣工艺；\begin{document}${\text{ϕ}}$\end{document}100/63.5−28 mm插接密封式螺旋钻杆及氮气辅助排渣工艺最适合3206孤岛工作面瓦斯预抽钻孔施工，平均孔深为100.6 m，成孔率为80%，瓦斯抽采效果优于其他钻具及钻进排渣工艺